MOSFET selecteur de tension

[invite430eb4a0]

Bonjour

Petite question ...
Est-il possible de mettre 2 MOSFET l'un à coté de l'autre pour faire une "Selection de tension".

Un schéma vaut mieux qu'un long discours ...


Merci par avance
Manu
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[inviteede7e2b6]

hello ,

comment comptes-tu piloter les treansistors ?

[Antoane]

Bonjour et bienvenue sur Futura !

Pense à la "diode de body" présente entre drain et source...
https://en.wikipedia.org/wiki/Power_MOSFET#Body_diode
http://electronicdesign.com/power/mo...ed-know-part-1
https://www.google.fr/search?q=body+...OGrI8yEaKKuh1g

Elle risque de te poser problème lorsque D1 sera commandé.

[invitefa96bd8f]

Une raison particulière d'utiliser des types P plutot que N ?
Quelle est la nature de la charge ?

Valeur des résistances de tirage ?

Comme le soulève Pixel, je crains que ta tension Ugs n'atteigne jamais 12V sur D1

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite430eb4a0]

Hello

Quelle réactivité - Merci !

Je vais (essayer) de vous la faire simple ...

Je pilote l'ensemble avec un Arduino !
La tension qui sort est donc du 5v ...

je ne sais pas si le choix des MOSFET type P est la bonne idée, mais le besoin est le suivant:
Sélectionner une tension 12v ou 5v et appliquer cette tension quand je le souhaite à une charge qui se trouve après cette selection.

Encore une fois voici le "schéma de principe" de l'ensemble.
Les interrupteurs sont bien entendu à remplacer par des MOS



Manu

[inviteede7e2b6]

et pourquoi pas de bons vieux relais :

simples
fiables
faciles à piloter
sans tensions de déchet et autres broutilles

et autres avantages

[invite430eb4a0]

Hello

C'était ma première idée et puis ... l'intellect. s'en mêle et de nouvelles idées arrivent ... :-/
Bonne pas bonne ... je ne sais plus en définitive ...

L'idée de mettre des MOS était de limiter les pièces mobiles et mécaniques ..
Le montage se prédestine à une utilisation en "pleine nature" dans des valises plastiques qui vont rester à même le sol ...
Normalement, l'humidité ne devrait pas trop se mettre dedans, mais le principal problème se situe plutot sur le transport et la manipulation ...

Les relais sont certes fiables ... normalement, mais je ne sais pas trop quel sera leur durée de vie après de longues heures en voiture, soumis à vibrations et autres manipulations hasardeuses ... :-/

Le transistor est normalement par nature moins sensible a ces éléments de manipulation pour peu que l'on prenne le soin de bien les organiser sur la platine

Voici mon schéma final :

[Antoane]

Bonjour,

Je t'invite à relire le message n°3 et à voir ce qu'il advient lorsque tous les transistors sont bloqués, sauf M1.

[invite430eb4a0]

Bonjour Antoane

Je ne sais pas répondre à ta question ...
Je ne comprends pas réflexion sur cette diode Body :-/

[Antoane]

Tu comprends pas donc tu ignores la réponses

Dans un mosfet, il y a une diode interne entre le drain et la source, la cathode de la diode étant reliée au drain. C'est ainsi dans tous les mosfets, on n'y peu rien.
Ces diodes ne sont pas représentées sur ton schéma, je t'invite à les représenter et à voir ce qu'il advient.

[invite430eb4a0]

Hum ....

Didactique cet échange ... j'aime bien

Ce que je "comprends", c'est que je vais avoir un "retour" via les MOS ..
Pas trop grave sur le 12v, mais risque d’être catastrophique pour le 5v ... je me trompe ?

Un design de la sorte devrait apporter une "certaine" réponse ... non ?

[invite430eb4a0]

Hello Antoane

J'ai donc poursuivi ma réflexion/construction mentale ... et voici le schéma définitf avec les corrections sur M1 et M2 qui étaient monté "à l'envers"




Encore MERCI !

+
Manu

[inviteede7e2b6]

à quoi sert m2 ? toujours passant ...

[Antoane]

Bonsoir,

A quoi sert LM1 ?

Ce que je "comprends", c'est que je vais avoir un "retour" via les MOS ..

Oui : sur ce schéma http://forums.futura-sciences.com/at...n-capture6.jpg, lorsque le mos M1 est passant, le courant peut sécouler du 12V vers le 5V au travers de la diode de M2. Suivant la manière dont ses rails de tension sont générés, les résultats peuvent être très divers.
C'est la seule "possibilité problématique" (que je vois ).
Sur ce schéma http://forums.futura-sciences.com/at...n-capture7.jpg (supposant que les PMOS sont à l'endroit), D1 est donc inutile.
L'inconvénient de D2 est qu'elle "mange" une partie de la tension disponible : lorsque tu crois envoyer 5V à tes lampes, tu n'en envoies en réaliter que 4.3 V (0.7V perdus dans D2). Avec une grosse diode shottky, la perte serait réduite à environ 300mV. A toi de voir si c'est acceptable ou s'il faut choisir une autre (plus complexe) solution.

M7 est superflu : la source du PMOS est à 5V, une commande en 0/5V suffit donc à lui appliquer Vgs=5V ou Vgs=0.

Pense qu'il faudra utiliser des mosfets compatibles avec une commande en 0/5V. Tous n'en sont pas capables, il faut voir la datasheet.

J'imagine que M8-M9 servent à envoyer une info à l'arduino pour qu'il sache, lorsque lla tension d'alim "5V" est sélectionnée, si il y a bien 5V de présents.
C'est a priori fonctionnel mais :
- risqué : si les commandes arduino_D1 et arduino_D2 sont actives simultanément, l'arduino reçoit 12V ;
- complexe. Via une protection, il serait possible d'envoyer directement la tension présente sur le commun des lampes à l'arduino. Cette protection peut être un pont diviseur (qui permet d'ailleurs de précisément lire la tension appliquée) ou une simple résistance série.

à quoi sert m2 ? toujours passant ...

Je zappe peut-être qqch mais ne vois pas de problème avec M2, commandé par Arduino_D1 via M7.

[invite430eb4a0]

Hello Antoane

Me voici de retour.
Pas simple de gérer une vie de famille ...
Va falloir que bosse un truc pour que mes filles évitent les espaces glissants


=> LM1 est configuré en générateur de courant limité à 10mA. Nécessaire pour mon montage final.

=> Merci pour la confirmation de mes hypothèses de compréhensions sur les "subtilités" de ces transistors (nouveaux pour moi ...).

Voici donc le schéma final avec les corrections apportées avec tes recommandations.
J'ai ajouté une zener sur l'entrée A0 de l'arduino pour apporter une (petite) protection en cas d'erreur de configuration du couple M1-M3



Merci encore une fois pour ce temps passé à "débugger" mes idées

Manu

[Antoane]

Bonjour,

=> LM1 est configuré en générateur de courant limité à 10mA. Nécessaire pour mon montage final.

Le LM317 a besoin d'environ 2.5V entre son entrée VIN et sa sortie VOUT, et il y a en plus 1.25V entre ses broches VOUT et ADJ. Il faut donc au total 3.7V entre VIN et la sortie de ton montage régulateur de courant. .
Comme il n'y a au total que 5V de disponibles et que tu en laisse 3.7 au LM317, ainsi que 0.3 à la diode shottky, il ne reste que 1V pour la charge... C'est sans doute trop peu.

Il me semble que tu cherches simultanément à envoyer 10mA et 5V à ta charge, ce qui est impossible (loi d'Ohm généralisée) oblige.

Il serait bon que tu détailles un peu plus ton projet global, en n'éclipsant pas ce qui impose l'usage de deux tensions d'alim ainsi que de M6, M9 et M7.

[invite430eb4a0]

Hum .... en effet .... j'avais encore une fois pas tout vu ....

Les "ampoules" sont en définitives de petits dispositifs utilisables 1 fois qui emettent de la chaleur lorsqu'ils sont soumis à une tension de 12v qui dépasse 1A.
Lorsqu'ils sont soumis à 5V et 10mA, pas de problème.

Ces dispositifs seront positionnés par des opérateurs dans une machine, mais pour que le process se déroule correctement, je souhaite vérifier qu'ils sont bien positionnés avant de lancer le cycle.
C'est donc l'objet et le besoin de cette "double alimentation".
- 5v 10mA pour les tests.
- 12V et ce qui veut bien passer dedans pour l'opération finale.

Mon histoire de limiteur de courant avec LM317 semble en effet ne pas fonctionner.
J'avais fait des tests et ils me semblaient bon, mais ton argumentaire remet en cause ma logique ...

Du coup, je gamberge sur une solution qui pourrait me fournir cette alimentation avec courant limité !

+
Manu

[invite430eb4a0]

Réponse à la question 2:
M6 est le pilotage d'une ampoule parmi la rampe que je vais installer dans la machine.
M9 M7 sont pour moi "la" solution que je trouve acceptable pour piloter M8 et M2.
Mon problème est de gérer la mise sous tension de l'ensemble.
Je ne souhaite pas en effet que M2 et M8 soient passant à la mise sous tension (tout comme M1 du reste ...).

+
Manu

[invite430eb4a0]

En complément de tous ces échanges, cet aprem, je suis tombé sur ce site avec un schéma qui avec un peu d'adaptation pourrait répondre je pense à mes attentes




Le site complet => https://sonelec-musique.com/electron...e_courant.html

Ton avis ?

[Antoane]

Bonjour,

Lorsqu'ils sont soumis à 5V et 10mA, pas de problème.

Supposons que tes lampes puissent être modélisées par une résistance Rl (c'est toujours possible, au moins localement, autour du point qui nous intéresse : 5V-10mA).
- Alors si tu mets 5V à la lampe, le courant vaudra 5/Rl, il ne vaudra pas 10mA ;
- si tu fais passer 10mA dans la lampe, la tension à ses bornes vaudra 0.01*Rl, et non 5V.
On ne peux donc pas fixer la tension et le courant dans une charge donnée, fixe. Il faudrait donc que tu décrives plus précisément ce crytère "5V-10mA" pour qu'on puisse mieux l'utiliser :
- est ce que Rl est toujours proche de 500Ohm ?
- est ce qu'on peut toujours faire passer 10mA dans la lampe sans risque, à condition de ne pas dépasser 5V ?
- est ce qu'on peut toujours appliquer 5V sans risque ?
- etc.
Suivant la réponse, il faudra un circuit de gestion de ce "5V-10mA" plus ou moins complexe.

Tu comptes tester individuellement chaque lampe ? c'est à dire que de M4, M5 et M6, au moins deux seront toujours bloqués ?

http://forums.futura-sciences.com/at...n-capture9.jpg > Il serait bon que tu détailles un peu plus ton projet global, en n'éclipsant pas ce qui impose l'usage de deux tensions d'alim ainsi que de M6 [...].

Désolé, il fallait lire M8 ; à quoi sert-il ?
Pourquoi les préférer, lui et ses amis, à l'une des solutions simples que j'ai proposées plus haut ?

M9 M7 sont pour moi "la" solution que je trouve acceptable pour piloter M8 et M2.

M3 est necessaire pour commuter M1 car la source de M1 est au +12V alors que la commande sortant de l'arduino est en 0/5V. Sans M3, le Vgs de M1 vaudrait donc :
* ou bien Vg-Vs=5-12=-7V
* ou bien Vg-Vs=0-12=-12V,
le transistor serait donc toujours passant.
Mais ce n'est pas le cas de M2 dont la source est, au plus, à 5V (le limiteur ne peux que "manger" de la tension et non en produire ). Sa tension Vgs vaut alors :
* ou bien Vg-Vs=5-5=0V (voir plus si Vs < 5V)
* ou bien Vg-Vs= 0-5=-5V,
le composant est donc correctement commandé -- même sans NMOS de commande additionnel.
M7 est donc superflu.

Mon problème est de gérer la mise sous tension de l'ensemble.

L'ajout de transistors de commande ne va pas changer grand chose, le temps de réponse de ce genre de montage est quasi-nul face "au monde physique", i.e. à la durée de la mise sous tension.
Sauf si tu utilises plusieurs alimentations étrangement synchronisées, cela devrait bien se passer car les sorties de l'arduino, avant qu'il ne fonctionne bien, sont en haute impédance, c'est à dire que les transistors sont commandés par leurs résistances de rappel.
Tu pourras pour te rassurer jeter un oeil à l'oscillo, vérifier qu'il n'y a pas d'impulsions parasites.

En complément de tous ces échanges, cet aprem, je suis tombé sur ce site avec un schéma qui avec un peu d'adaptation pourrait répondre je pense à mes attentes

Pièce jointe 327745

C'est limité à 1A en sortie.
Pour la suite j'attendrai des détails quant à ce "5V-10mA".

Le site est sérieux et intéressant, à quelques bourdes près. Il n'est pas très "21e siècle"

[invite430eb4a0]

Zut et rezut ... je pensais avoir répondu :-/

1°) Le test des lampes est effectivement unitaire - L'objet des 5v 10mA est uniquement de limiter le courant à 10mA - Pas besoin de d'avoir une alimentation perfectionnée sur cette partie à mon avis. La limitation de 10mA est imposé par les lampes qui "brulent" lorsque l'on dépasse ces fameux 10mA (2° utilisation unique du montage), uniquement pour test pour vérifier quelles sont bien positionnées dans la machine avant de lancer le process final.

2°) M8 est la "commande" de lecture du fameux 5v-10mA. Si je mesure 5V sur l'entrée analogique de l'arduino, c'est que mon ampoule est mal pas positionnée du tout ! Dans le cas contraire, la lecture sur le port A0 devrait me donner une valeur inférieure à 5v, c'est mon souhait

J'ai "corrigé" le schéma sans les MOS "inutiles", je partage ton point sur le temps de mise en route.
J'ai aussi rajouté un nouveau M7 pour commander M8 et M2 en mode "positif" et aussi pour décorréler la commande M8 qui avait une tension qui allait prendre différentes valeurs.
Par ailleurs, de mon point de vue, sans M7, je me serais vu a un certain moment avec du +12 sur l'entrée D1 de mon arduino (via M8)

.

Pas trop grave, mais pas top tout de même :-/

Manu

[Antoane]

Bonjour,

Pour vérifier si j'ai bien suivi :
- tes lampes ont des résistances de l'ordre de 12 Ohm (12 V - 1A) et tu veux les tester avec quelques milli-ampères.
- lors du test, ou bien la lampe est bonne, ou bien elle se comporte comme un circuit ouvert ;
- tu ne testes qu'une seule lampe à la fois.
Peux-tu confirmer ?

[invite430eb4a0]

Bonjour

C'est exactement ca !


+

[Antoane]

Un exemple de circuit simplifié et répondant, me semble-t-il, à ton besoin en PJ.

Hésite pas si ce n'est pas clair.
Il serait propre d'ajouter des résistances de pull-down sur les grilles de M1 et M4.
Tu peux mettre autant de banches de test que nécessaire.

[invite430eb4a0]

Hello

Merci pour ce schéma effectivement plus simple que celui que je t'avais proposé.

Complément: je viens de mesure la résistance de mes ampoules et elles font 3 ohms chacunes

=> Petite question: lorsque M2 sera ouvert, ne vais -je pas avoir aussi 12 sur la patte I/O_uc de droite ? Ce qui risque détruire l'entrée IO de mon arduino ... non ?



+

[Antoane]

Bonjour,

en effet, il semble y avoir un problème lorsque M2 est passant.
Cependant, il y a à l'intérieur du µC des diodes de protections en entrée ("clamp diodes"), en particulier une diode entre l'entrée et le +5V (cathode au +5V). Lorsque 12V sont appliqués sur la broche "en haut" de R3, cette diode se met en conduction, ce qui fait qu'un courant valant environ (12-5.7)/R3~630µA s'écoule dans R3 et l'entrée du µC, qui reste à un potentiel d'environ 5.7V (5V plus le Vf de la diode).

[invite430eb4a0]

Hello

Merci pour ta réponse

C'est pour cette raison, que j'avais rajouté D1 et M8 dans mon schéma !
M8 étant activé par le uc sur demande et normalement en l'abscence du 12v !


Qu'en penses-tu ?

[Antoane]

Que ça marche aussi.
Si tu préfères avoir à gérer une sortie de µC et souder 2 mosfet, 2 résistances et une diode zener plutôt qu'une résistance, fais toi plaisir

Note : dans http://forums.futura-sciences.com/at...-capture11.jpg, pour bloquer M8 et M2 : les deux ont leur résistance de tirage de la grille vers des potentiels différents, ce qui fait qu'il y a un potentiel bâtard sur leurs grilles (lorsqu'ils doivent être bloqués). Ca ne me semble pas gênant, mais tu pourrais mettre une unique résistance de tirage entre les grilles et le +12V.

Tu as remarqué que, dans mon schéma, je ne fait pas de commutation du +5V : ou bien on teste sous 5V, ou bien on fait fonctionner avec 12V. Comme le test 5V n'est pas critique (pas de risque de déstruction), autant le faire en logiciel, via les mosfet M1 et M4.

[invite430eb4a0]

Excellent !!!!

Tout est maintenant clair
Je ne sais pas si, je vais me faire plaisir, ou, si je vais rester "rationnel" !!!!

Je vais voir effectivement cette histoire de potentiel "batard" sur les grilles de M8 et M2 si je pars sur cette solution ....
A suivre lorsque les MOS seront arrivés à la maison, mais c'est un peu long avec la douane depuis la Chine !!!
Dans 2-3 semaines ou après Noel, je verrais ca !

J'aime bien le 5v "permanent" plus simple effectivement !

En tout cas, merci pour ton temps passé à me répondre.
Je ne sais pas ce que tu fais dans la vie, mais tes réponses sont claires et précises !
=> BRAVO


+
Manu